CN109917259A - 应用在微型化发光装置的检测系统及相关检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用在微型化发光装置的检测系统，其包括测试电极、载具、电源器、光学接收器，以及判断器。载具用来乘载测试电极，并调整测试电极和微型化发光装置中发光组件的第一电极之间的距离。电源器用来施加第一电位至测试电极，以及施加第二电位至发光组件的第二电极。光学接收器用来侦测发光组件所发出的光学信号，而判断器根据光学接收器的侦测结果来判断发光组件是否能被点亮或正常运作。因此，本发明提供一种应用在微型化发光装置的检测系统，可通过测试来提前侦测出每一发光组件是否处在正常状态，进而提供后续修补的根据。

Description

应用在微型化发光装置的检测系统及相关检测方法
技术领域
本发明涉及一种应用在微型化发光装置的检测系统及相关检测方法，尤其涉及一种应用在微型化发光二极管装置的检测系统及相关检测方法。
背景技术
相较于传统的白炽灯泡，发光二极管(light emitting diode,LED)具有耗电量低、组件寿命长、体积小、无须暖灯时间和反应速度快等优点，并可配合应用需求而制成极小或阵列式的组件。除了户外显示器、交通号志灯之外、各种消费性电子产品，例如移动电话、笔记本电脑或电视的液晶显示屏幕背光源之外，发光二极管也广泛地被应用于各种室内室外照明装置，以取代日光灯管或白炽灯泡等。
传统的LED阵列典型地为毫米(mm)等级的尺寸，最新微型化发光二极管(microLED)阵列能将体积降到微米(μm)等级的尺寸，并承继了LED的特性，包括低功耗、高亮度、超高分辨率与色彩饱和度、反应速度快、寿命较长，以及高效率等优点。微型化LED制程包括首先将LED结构设计进行薄膜化、微小化与阵列化，使其尺寸只在1～300μm左右，随后将微型化LED批量式转移至电路基板上，再利用物理沉积制程完成保护层与上电极，最后进行上基板的封装。由于微型化LED制程较为复杂，如何通过测试来提前侦测出不良品是重要课题。
发明内容
鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种应用在微型化发光装置的检测系统，可通过测试来提前侦测出每一发光组件是否处在正常状态，进而提供后续修补的根据。
为达到上述目的，本发明公开一种应用在一微型化发光装置的检测系统，其包括一第一测试电极；一载具，用来乘载所述第一测试电极，并调整所述第一测试电极和所述微型化发光装置中一发光组件的一第一电极之间的距离；一电源器，用来施加一第一电位至所述第一测试电极，以及施加一第二电位至所述发光组件的一第二电极；一光学接收器，用来侦测所述发光组件所发出的光学信号；以及一判断器，用来根据所述光学接收器的侦测结果来判断所述发光组件是否能被点亮。
为达到上述目的，本发明另公开一种应用在一微型化发光装置的检测系统，其包括一电源器和一测试材料层。所述电源器用来施加一第一电位至所述微型化发光装置中一发光组件的一第一电极，以及施加一第二电位至所述发光组件的一第二电极。所述测试材料层设置于所述微型化发光装置上，其中所述测试材料层的颜色相关于所述微型化发光装置中一发光组件所提供的光能或热能至少其中之一。
为达到上述目的，本发明另公开一种微型化发光装置的检测方法，其包括在一测试电极上施加一第一电位；在所述微型化发光装置中一发光组件的一第一电极施加一第二电位；调整所述第一测试电极和所述发光组件之间的距离直到所述发光组件的一第二电极感应到所述第一电位；以及侦测所述发光组件所发出的光学信号，并依此判断所述发光组件是否被点亮。
为达到上述目的，本发明另公开一种微型化发光装置的检测方法，其包括在一第一测试电极上施加一第一电位；在一第二测试电极上施加一第二电位；调整所述第一测试电极和所述微型化发光装置中一发光组件之间的距离，直到所述发光组件的一第一电极感应到所述第一电位；调整所述第二测试电极和所述发光组件之间的距离，直到所述发光组件的一第二电极感应到所述第二电位；以及侦测所述发光组件所发出的光学信号，并依此判断所述发光组件是否被点亮。
为达到上述目的，本发明另公开一种微型化发光装置的检测方法，其包括制作多个发光组件，再将所述多个发光组件转移设置于一基板上；在所述多个发光组件上设置一测试材料层，其中所述测试材料层于一特定区域的颜色相关于所述特定区域所接收到的光能或热能至少其中之一；施加一第一电位至每一发光组件的一第一电极，以及施加一第二电位至每一发光组件的一第二电极；以及根据所述测试材料层在对应于每一发光组件的不同区域所呈现的颜色来分别判断每一发光组件是否被点亮。
附图说明
图1A～1B为本发明实施例中应用在微型化发光装置的检测系统的示意图。
图2A～2B图为本发明另一实施例中应用在微型化发光装置的检测系统的示意图。
图3为本发明另一实施例中应用在微型化发光装置的检测系统的示意图。
图4为本发明另一实施例中应用在微型化发光装置的检测系统的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10 发光组件
12 P型半导体层
14 N型半导体层
15 发光层
16 P电极
18 N电极
20 基板
22 汲极线
24 地线
30 载具
90 基板
40～42 测试电极
50 光学接收器
60 电源器
70 判断器
80 测试材料层
90 变色区域
100、200、300 检测系统
500、600 微型化发光装置
具体实施方式
图1A～1B和图2A～2B为本发明实施例中应用在微型化发光装置的检测系统的示意图。图1A～1B中的检测系统100和图2A～2B中的检测系统200可应用在一微型化发光装置500，以侦测组件缺陷、污染，或遗失等异常状况。
微型化发光装置500采用薄膜化、微小化与阵列化的设计，其包括多个发光组件(为了简化说明只显示两发光组件10)。发光组件10是利用P型半导体和N型半导体元素的结合所制成的发光组件，在制作完成后再批量式转移设置于一基板20上。在组件正常状态下，当分别在P电极施加正电压和在N电极施加负电压时，顺向电压会让电子由N区流向P区，电洞则由P区流向N区，电子与电洞于发光层的PN接面结合而产生光源。在本发明实施例中，发光组件10可为微型化LED组件，其包括一P型半导体层12、一N型半导体层14、一P电极16、一N电极18，以及一发光层15。
在图1A～1B所示的实施例中，检测系统100包括一载具30、一测试电极40、多个光学接收器50、一电源器60，以及一判断器70。载具30用来乘载测试电极40，并调整测试电极40和发光组件10之间的距离。电源器60耦接于测试电极40和发光组件10的N电极18之间，可对测试电极40施加一第一电位并对N电极18施加一第二电位，以在测试电极40和N电极18之间提供一电压差VBIAS。
在图2A～2B所示的实施例中，检测系统200包括一载具30、两测试电极41和42、多个光学接收器50、一电源器60，以及一判断器70。测试电极41和42为图案式(pattern)设计，分别设置于载具30上对应于P电极16和N电极18的位置，也就是移动载具30即可调整测试电极41和P电极16之间的距离和调整测试电极42和N电极18之间的距离。电源器60耦接于测试电极41和测试电极42之间，可对测试电极41施加一第一电位并对测试电极42施加一第二电位，以在测试电极41和测试电极42之间提供一电压差VBIAS。
光学接收器50的数量相关于发光组件10的数量，可侦测相关发光组件10被点亮时所发出的光学信号。判断器70可根据每一光学接收器50的侦测结果来判断相对应的发光组件10是否处在正常状态，进而提供后续修补的根据。在一实施例中，每一发光组件10皆有相对应的光学接收器50，因此可精准地监测每一发光组件10的状态。在另一实施例中，每一光学接收器50可对应至特定区域内的多个发光组件10，因此可监测特定区域内发光组件10的状态。然而，光学接收器50的数量并不限定本发明的范畴。
在使用检测系统100来进行测试流程的一实施例中，首先开启电源器60以在测试电极40和发光组件10的N电极18之间提供电压差VBIAS，接着移动载具30使得测试电极40逐渐靠近发光组件10的P电极16。一旦测试电极40和P电极16之间的距离d缩短至一定值后(图1B显示了d＝0时的情况，也就是测试电极40接触到P电极16)，P电极16即能感应到测试电极40的第一电位，此时P电极16和N电极之间的电压差VBIAS会让发光组件10通电。正常状态的发光组件10能顺利被点亮，相对应的光学接收器50即能侦测到光学信号。当发光组件10出现异常状况(例如组件缺陷、污染，或遗失)而无法被点亮时，相对应的光学接收器50将无法侦测到光学信号。判断器70可根据每一光学接收器50的侦测结果来判断相对应的发光组件10是否处在正常状态，进而提供后续修补的根据。
在使用检测系统100来进行测试流程的另一实施例中，首先移动载具30使得测试电极40和发光组件10的P电极16之间的距离d缩短至一定值(图1B显示了d＝0时的情况，也就是测试电极40接触到P电极16)，接着再开启电源器60以在测试电极40和发光组件10的N电极18之间提供电压差VBIAS，此时P电极16能感应到测试电极40的第一电位，因此P电极16和N电极之间的电压差VBIAS会让发光组件10通电。正常状态的发光组件10能顺利被点亮，相对应的光学接收器50即能侦测到光学信号。当发光组件10出现异常状况(例如组件缺陷、污染，或遗失)而无法被点亮时，相对应的光学接收器50将无法侦测到光学信号。判断器70可根据每一光学接收器50的侦测结果来判断相对应的发光组件10是否处在正常状态，进而提供后续修补的根据。
在使用检测系统200来进行测试流程的一实施例中，首先开启电源器60以在测试电极41和测试电极42之间提供电压差VBIAS，接着移动载具30使得测试电极41和测试电极42分别逐渐靠近发光组件10的P电极16和N电极18。一旦测试电极41和P电极16之间的距离d1以及测试电极42和N电极18之间的距离d2缩短至一定值后(图2B显示了d1＝d2＝0时的情况，也就是测试电极41接触到P电极16而测试电极42接触到N电极18)，P电极16和N电极18即能分别感应到测试电极41的第一电位和测试电极42的第二电位，此时P电极16和N电极18之间的电压差VBIAS会让发光组件10通电。正常状态的发光组件10能顺利被点亮，相对应的光学接收器50即能侦测到光学信号。当发光组件10出现异常状况(例如组件缺陷、污染，或遗失)而无法被点亮时，相对应的光学接收器50将无法侦测到光学信号。判断器70可根据每一光学接收器50的侦测结果来判断相对应的发光组件10是否处在正常状态，进而提供后续修补的根据。
在使用检测系统200来进行测试流程的另一实施例中，首先移动载具30使得测试电极41和P电极16之间的距离d1以及测试电极42和N电极18之间的距离d2缩短至一定值(图2B显示了d1＝d2＝0时的情况，也就是测试电极41接触到P电极16而测试电极42接触到N电极18)，接着再开启电源器60以在测试电极41和测试电极42之间提供电压差VBIAS，P电极16和N电极18即能分别感应到测试电极41的第一电位和测试电极42的第二电位，此时P电极16和N电极之间的电压差VBIAS会让发光组件10通电。正常状态的发光组件10能顺利被点亮，相对应的光学接收器50即能侦测到光学信号。当发光组件10出现异常状况(例如组件缺陷、污染，或遗失)而无法被点亮时，相对应的光学接收器50将无法侦测到光学信号。判断器70可根据每一光学接收器50的侦测结果来判断相对应的发光组件10是否处在正常状态，进而提供后续修补的根据。
图3和图4为本发明另一实施例中应用在微型化发光装置的检测系统300的示意图。检测系统300可应用在一微型化发光装置600，以侦测组件缺陷、污染，或遗失等异常状况。
微型化发光装置600采用薄膜化、微小化与阵列化的设计，其包括多个发光组件(为了简化说明只显示两发光组件10)、汲极线22，以及地线24。发光组件10是利用P型半导体和N型半导体元素的结合所制成的发光组件，在制作完成后再批量式转移设置于一基板20上。在组件正常状态下，当分别在P电极施加正电压和在N电极施加负电压时，顺向电压会让电子由N区流向P区，电洞则由P区流向N区，电子与电洞于发光层的PN接面结合而产生光源。在本发明实施例中，发光组件10可为微型化LED组件，其包括一P型半导体层12、一N型半导体层14、一P电极16、一N电极18，以及一发光层15，其中P电极16电性连接至汲极线22，而N电极18电性连接至地线24。
在图3和图4所示的实施例中，检测系统300包括一电源器60和一测试材料层80。电源器60耦接于汲极线22和地线24之间，可对P电极16施加一第一电位并对N电极18施加一第二电位，以在P电极16和N电极18之间提供一电压差VBIAS。测试材料层80可以滴入、涂布或贴附方式连接于汲极线22和地线24，其中测试材料层80的颜色相关相对应发光组件10所提供的光能和热能。
在本发明一实施例中，测试材料层80可包括热敏变色材料，例如胆固醇液晶(cholesteric liquid crystal)、近晶型液晶(smectic liquid crystal)、钒酸铋(Bismuth vanadate,Bivo4)、碘化物，或镍/二氧化硅的混和物。在本发明另一实施例中，测试材料层80可包括光敏变色材料，例如ZnO、WO3、CdS、Fe2O3或TiO2等光催化剂，螺吡喃、俘精酸酐、二芳基乙烯类或偶氨苯类的高分子材料，或是卤化银(AgX)。然而，测试材料层80所包括的热敏/光敏变色材料的种类并不限定本发明的范畴。
在开启电源器60后，P电极16和N电极18之间的电压差VBIAS会让发光组件10通电。假设图3和图4中左侧所示为正常状态的发光组件10，而右侧所示为异常状态(例如组件缺陷、污染，或遗失)的发光组件10。当左侧正常状态的发光组件10顺利被点亮时，其发出的光能或随的产生的热能会让测试材料层80产生变化，如第4图中变色区域90所示。当右侧发光组件10出现异常而无法被点亮时，测试材料层80的颜色将不会改变。因此，本发明可根据测试材料层80的颜色来判断相对应位置的发光组件10是否处在正常状态，进而提供后续修补的根据。
综上所述，本发明提供一种应用在微型化发光装置的检测系统，可通过测试来提前侦测出每一发光组件是否处在正常状态，进而提供后续修补的根据。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种应用在一微型化发光装置的检测系统，其特征在于，包括：
一第一测试电极；
一载具，用来乘载所述第一测试电极，并调整所述第一测试电极和所述微型化发光装置中一发光组件的一第一电极之间的距离；
一电源器，用来施加一第一电位至所述第一测试电极，以及施加一第二电位至所述发光组件的一第二电极；
一光学接收器，用来侦测所述发光组件所发出的光学信号；以及
一判断器，用来根据所述光学接收器的侦测结果来判断所述发光组件是否能被点亮。
2.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述载具在一测试流程中用来缩短所述第一测试电极和所述第一电极之间的距离，直到所述第一电极能感应所述第一测试电极上的所述第一电位。
3.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，另包括一第二测试电极，其中所述第一测试电极和所述第二测试电极分别设置于所述载具上对应于所述第一电极和所述第二电极的位置。
4.如权利要求3所述的检测系统，其特征在于，所述载具在一测试流程中用来缩短所述第一测试电极和所述第一电极之间的距离以及缩短所述第二测试电极和所述第二电极之间的距离，使得所述第一电极和所述第二电极能分别感应所述第一测试电极上的所述第一电位和所述第二测试电极上的所述第二电位。
5.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述发光组件另包括：
具一第一参杂类型的一第一半导体层，且所述第一电极设置于所述第一半导体层上；
一第一发光层，设置于所述第一半导体层上；以及
具一第二参杂类型的一第二半导体层，设置于所述第一发光层上，且所述第二电极设置于所述第二半导体层上。
6.一种应用在一微型化发光装置的检测系统，其特征在于，包括：
一电源器，用来施加一第一电位至所述微型化发光装置中一发光组件的一第一电极，以及施加一第二电位至所述发光组件的一第二电极；以及
一测试材料层，设置于所述微型化发光装置上，其中所述测试材料层的颜色相关于所述微型化发光装置中一发光组件所提供的光能或热能至少其中之一。
7.如权利要求6所述的检测系统，其特征在于：
当所述发光组件被点亮时，所述测试材料层在对应于所述发光组件的区域呈现一第一颜色；
当所述发光组件未被点亮时，所述测试材料层在对应于所述发光组件的区域呈现一第二颜色；且
所述第一颜色相异于所述第二颜色。
8.如权利要求6所述的检测系统，其特征在于，所述测试材料层包括热敏变色材料或光敏变色材料。
9.一种微型化发光装置的检测方法，其特征在于，包括：
在一测试电极上施加一第一电位；
在所述微型化发光装置中一发光组件的一第一电极施加一第二电位；
调整所述第一测试电极和所述发光组件之间的距离直到所述发光组件的一第二电极感应到所述第一电位；以及
侦测所述发光组件所发出的光学信号，并依此判断所述发光组件是否被点亮。
10.一种微型化发光装置的检测方法，其特征在于，包括：
在一第一测试电极上施加一第一电位；
在一第二测试电极上施加一第二电位；
调整所述第一测试电极和所述微型化发光装置中一发光组件之间的距离，直到所述发光组件的一第一电极感应到所述第一电位；
调整所述第二测试电极和所述发光组件之间的距离，直到所述发光组件的一第二电极感应到所述第二电位；以及
侦测所述发光组件所发出的光学信号，并依此判断所述发光组件是否被点亮。
11.一种微型化发光装置的检测方法，其特征在于，包括：
制作多个发光组件，再将所述多个发光组件转移设置于一基板上；
在所述多个发光组件上设置一测试材料层，其中所述测试材料层于一特定区域的颜色相关于所述特定区域所接收到的光能或热能至少其中之一；
施加一第一电位至每一发光组件的一第一电极，以及施加一第二电位至每一发光组件的一第二电极；以及
根据所述测试材料层在对应于每一发光组件的不同区域所呈现的颜色来分别判断每一发光组件是否被点亮。
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